CRH5型动车组万向轴传动系统监控装置研制

经车辆长期运用统计发现,若CRH5型动车组万向轴系统发生万向轴轴承磨损、十字节单元包润滑不良、万向轴平衡块松脱等故障,则最终表现为万向轴动平衡指标超出线路运用标准,即万向轴产生动不平衡附加力矩和传动系统产生异常振动。针对此问题,开发研制了车载万向轴传动系统监控装置,用以实时监测万向轴状态,并可提供故障分级的预警、报警信息。该监控装置在齿轮箱体和电机上安装振动传感器,通过检测万向轴动不平衡引起的振动信号的时频特性,诊断故障信息。通过不同动不平衡万向轴在不同转速下测点加速度响应的仿真分析,以及不同动不平衡万向轴装车线路的验证试验表明,以齿轮箱和电机测点的万向轴转频频段的振动信号为特征量,能较好地反映万向轴的振动状态。     

动车组万向轴振动监控装置报警阈值分析

针对动车组万向轴运用过程中出现的轴承润滑不良导致的动平衡超标及传动系统异常振动而影响行车安全的问题,研制了车载万向轴振动监控装置。通过在齿轮箱体和电机上安装振动传感器,以齿轮箱和电机测点的万向轴转频频段的振动信号为特征量,实时监测万向轴的健康状态;根据不同动平衡量级万向轴在不同转速下测点加速度响应的仿真分析、台架试验验证以及不同线路运行动车组万向轴现车振动数据统计分析,制定并优化车载报警阈值,并根据故障分级提供车载预警和报警信息。     

动车组万向轴轴承润滑故障分析及轴承结构设计优化

针对动车组万向轴运用维护过程中出现的轴承润滑不良导致动平衡超标、传动系统异常振动问题,通过万向轴结构及轴承润滑原理分析、故障万向轴运用里程和季节分布、故障万向轴动平衡检测及轴承分解后状态检查、故障轴承油脂理化检测、润滑脂性能评估、万向轴运行工况及轴承运动学分析等手段,得出万向轴轴承润滑不良的原因并提出轴承结构优化方案,为提高动车组传动系统可靠性提出了建议和思路。     

高速动车组齿轮箱加载试验及故障诊断研究

对某动车组齿轮箱进行了加载试验,分析了齿轮箱振动特性及其影响因素,并对齿轮箱试验过程中出现的故障进行了诊断研究。试验结果表明,随着转速的增加,齿轮箱各位置振动速度有效值呈增大趋势;随着扭矩的增加,齿轮箱振动速度有效值呈减小趋势;试验台组装中各相邻两轴的对中误差时试验过程中齿轮箱的振动有很大的影响,可能引发齿轮箱故障产生。     

城市轨道交通某型车辆轴温检测系统误报隐性故障问题研究

某型城市轨道交通车辆由A型轴温检测系统升级为B型轴温检测系统后,中央控制单元数据中频繁报出头车3/4轴头CAN1/2路隐性故障,通过更换端部接线箱连接器相应公、母针可解决故障问题。通过对连接器内部针位排布规律、连接器插针插拔力检验数据、连接器安装结构进行综合分析,以及对B型轴温系统工作原理和安装结构进行分析,判断是由于连接器线缆无可靠固定、连接器受车体振动影响、内部插针插拔力不足造成接触电阻异常,进而引起误报隐性故障问题。优化解决方案为:在车下线槽盖板上焊接固定支架,对车下的以连接器悬线进行固定,避免振动对连接器的影响。     

动车组轴承异音故障诊断与研究

根据动车组高级修统计,轴承系统故障问题主要集中在锈蚀和剥离。目前高速动车组轴承故障监测系统有车载轴温监测系统和TADS轨边声学诊断系统2种,对于故障轴承的判断具有较高的准确率,但在一定程度上也有自身的局限性。针对车载轴温监测系统和TADS轨边声学诊断系统均未检测到的某动车组轴承剥离异音问题,借助该动车组既有车载传动系统监控装置进行振动检测,同时在客室内利用便携式设备进行噪声检测,利用FFT,STFT等技术手段对故障频率进行甄别,找到故障激扰源,这是对轴承故障诊断行之有效的方法。     

基于CAN总线的车载机车轴承监测系统

在提速和高速的机车车辆上 ,单一的轴温检测已难以胜任安全监控及早期预警。基于CAN总线技术 ,建立振动诸参数和温度监测诊断的车载监测系统 ,可较全面地预报机车轴承故障 ,提高机车快速运行的安全     

CRH5型动车万向轴扭转振动分析

采用多刚体动力学软件SIMPACK建立包含传动系统的单节CRH5高速动车模型,对在万向轴波动附加力矩作用下引起的传动系统扭转振动进行分析,并给出万向轴扭转刚度合理的选用范围.研究结果表明:由于万向轴传动不等速性而产生波动附加力矩,导敏传动系统产生强迫振动;附加力矩的波动频率与动车运行速度有关,强迫振动的频率为万向轴输入轴旋转频率的2倍,附加力矩幅值与输入轴角速度的平方成正比;万向轴扭转刚度的选用应以传动系统固有频率避开正常运行时万向轴强迫振动频率为原则.建议选用的万向轴扭转刚度小于560 kN·m·rad-1.     

新型货车制动梁端轴脱出故障原因分析及对策

C70（H）,C80B（H）型货运敞车装用新型制动梁，上翼板与摇枕间距离加大、基础制动装置结构因素、滑槽斜度增加、滑块磨耗套与滑槽摩擦力小、承重增加、周期性振动等原因导致制动梁端轴脱槽、窜上上翼板故障较多，给大秦线运输安全造成了隐患，为了尽可能地减少此类故障，对故障原因进行了分析，阐述了相应的解决方案和对策。     

HX_N3型机车牵引电动机锁轴故障原因分析及对策

针对HXN3型机车运用中集中出现的牵引电机"锁轴"故障,进行系统的定性分析后,确定故障原因为装配的BC1-7088BA型输出端滚动轴承保持架强度不足,以及风沙粒可通过通风口进入轴承室对润滑油造成颗粒污染影响轴承润滑效果,同时齿轮箱采用的SHC634润滑油不能满足超低温运行环境的要求,冬季黏度加大导致飞溅润滑不良造成轴承磨损加剧、故障高发。针对故障现象采取加强机油光谱分析和频谱振动检测,把轴承更换为BC1-7088A型滚动轴承,及时消除故障隐患,确保机车走行部安全。     

高速轴承典型故障分析与故障预防措施

分析了滚动轴承的结构和基本参数,从振动角度描述了典型故障的振动机理和特征计算方法.以某1.5MW发电机为载体,分别分析了轴承正常、内圈和保持架故障、外圈故障、滚子故障下的振动信号,梳理了频谱和包络谱结构,验证了故障特点,并提出了滚动轴承的故障预防措施.     

红外线轴温探测系统(THDS)预报故障轴承分析

介绍了红外线轴温探测系统(THDS)的工作原理及故障轴承温度预报标准，统计了全路THDS在2010—2018年预报铁路货车滚动轴承热轴及兑现情况，归纳分析了引起热轴的铁路货车滚动轴承故障类型；此外，利用统计学方法研究了THDS预报热轴故障与滚动轴承声学诊断系统(TADS)预报轴承声学故障之间的相关性，从原理上对热学及声学2种轴承故障诊断方法进行了分析。统计结果表明，THDS预报的故障热轴提前被TADS预报声学故障的可能性不足2.3%,即热轴故障在早期阶段并无显著的声学故障特征，THDS及TADS两者在轴承故障预报方面无相关性。     

列车万向轴动不平衡振动监测时域预警方法研究

万向轴作为列车主要机械传动部件,其动不平衡的存在加剧了传动系统振动,极易破坏传动系统轴承、万向节等核心部件。文章通过监测齿轮箱异常振动研究万向轴动不平衡时域预警方法,根据长期线路跟踪测试探索时域预警参数,建立万向轴-齿轮箱端振动时域预警模型;利用有限元方法建立传动系统有限元模型,研究不同转速下具有不同动不平衡值的万向轴在齿轮箱端振动响应关系。结果表明:不同转速下,标准旧轴加速度响应最大幅值均约为标准新轴的2.8倍。仿真及实测数据分析表明:列车运行速度为200 km/h时,振动加速度时域预警有效值为3.72g;列车运行速度为250 km/h时,振动加速度时域预警有效值为4.97g。台架试验验证了仿真结果及预警阈值的正确性。     

牵引电机横向约束装置对NJ2型机车横向振动性能的影响

NJ2型机车一系弹簧横向刚度过小,不能有效抑制轮对的横向振动.通过在转向架构架和端轴电机间加装横向拉杆,提高轮对横向等效定位刚度,可有效抑制轮对的横向振动.分析在转向架构架和端轴电机间施加横向约束后机车横向平稳性指标、端轴电机横向振动加速度、端轴轮对横向轮轨力及拉杆上的力的变化情况,得出约束刚度变化对机车横向振动性能的影响规律.     

机车万向轴驱动系统动力学分析

本文介绍“机车万向轴驱动系统各驱动单元的基本运动关系、轮轨相互作用特性及传动装置的驱动特性为基础，建立了适用于各种布置型式的万向轴驱动系统动力学计算通用方程。并分析了机车万向轴驱动系统的几种主要振动型式，包括系统的自由振动、机车正常牵引时的振动、轮轨摩擦振动及粘滑振动。     

高速动力车万向轴传动系统的扭转振动研究

通过分析高速万向轴传动式动力车万向轴传动系统的结构，建立了传动系统的扭转振动理论计算模型，特别考虑了万向轴附加力矩的影响，对万向轴传动系统进行了理论分析和数值计算，得到了高速动力车在起动和轮轨粘着瞬时下降后恢复时传动系统的振动响应。结果表明该万向轴传动系统结构合理，不会出现粘－滑振动失稳现象。     

列车移动轴荷载作用下的地面振动及隔振研究

基于动力学理论和三维有限单元分析方法,建立列车移动轴荷载作用下的三维地面振动数值分析模型。以3辆编组的列车为例,考虑列车速度的影响,分析了振动在大地中的传播特性和隔振沟的减振效果。结果表明,列车移动轴荷载引起的竖向地面振动比横向振动大,隔振沟能对竖向地面振动起到较好的减振效果。     

关于CRH2型系列动车组抱轴故障原因分析及改进建议

针对CRH2系列动车组频繁发生的抱轴故障,通过制动力控制"速度―黏着模式"分析真实抱轴故障的理论成因,并收集全铁路2013年CRH2系列动车组抱轴故障,统计其造成的影响和直接故障原因,分析出速度传感器无冗余设置的设计缺陷为故障的根本原因,提出了从设计制造方面的改进建议。     

非平稳机械振动噪声中瞬态故障信号的检测

结合非平稳机械运行状态,分析了非平稳振动信号中瞬态故障信号和平稳振动信号的特点,介绍了应用小波包理论进行故障信号检测的基本原理.通过小波包变换后,平稳振动信号和瞬态故障信号的小波包-能量谱表现出不同的特性.本文运用统计信号处理的理论,构造了相应统计量进行假设检验判决,判断平稳振动信号中是否存在瞬态故障信号。针对变速箱故障声压信号的非平稳时变特点,给出了小波包分析处理变速箱故障声压信号的原理和方法,并分析了一个变速箱齿根裂纹故障的诊断实例.实验结果表明,该方法可以有效地提取淹没在平稳振动噪声信号中的瞬态故障信号的特征,准确判断出故障,验证了该方法对机械设备进行故障诊断的有效性,对其它类型的机械故障诊断也具有一定的参考价值。     

动车组轴温报警故障分析及优化

轴温检测系统是动车组走行部安全运行的重要保障。基于复兴号动车组轴温检测系统的工作原理，对连接器、接地碳刷接触不良，轴箱、轴承、通气阀排气不畅等非传感器故障原因进行分析，为轴温检测系统故障的排查与处置提供新的思路。研究提出优化压夹尺寸、优化接地碳刷结构、加强碳粉清洁、注重轴承维护保养、加强远程温度监控等检修运用措施，以降低轴温检测系统故障率。针对当前轴温传感器故障判断逻辑缺陷问题，建议对不同生产厂家的温度传感器故障逻辑进行统型，并进一步优化轴温传感器故障逻辑，从而明确故障原因、缩短处置时间，减少轴温预报警故障对铁路运行秩序的影响。